[发明专利]一种可拉伸的高储能密度介电复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种可拉伸的高储能密度介电复合材料的制备方法，其特征在于，首先制备含分子链内双键的聚合物基质，然后对陶瓷填料的表面改性得到巯基改性的钛酸钡，然后将聚合物基质与陶瓷填料利用巯基和双键在两相界面处构建共价键，得到介电复合材料，具体包括以下步骤：

（1）含分子链内双键的聚合物基质的制备：将聚（偏氟乙烯-三氟氯乙烯）溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入三乙胺，升温、搅拌反应得到聚合物基质，记为P(VDF-CTFE-DB)；

（2）陶瓷填料的表面改性：将钛酸钡纳米粒子分散于过氧化氢水溶液中反应得到羟基化的钛酸钡，记为BT-OH，然后将得到的BT-OH与γ-巯丙基三甲氧基硅烷反应，得到巯基改性的钛酸钡，记为BT-SH；

（3）复合材料的制备：将上述得到的BT-SH、P(VDF-CTFE-DB)在溶剂中混合反应得到复合物，记为BT-P(VDF-CTFE-DB)，然后将复合物加入到溶剂中，搅拌形成分散均匀的铸膜液，加入BPO，搅拌完全溶解后刮膜，然后在高温下以实现聚合物基质的交联并快速蒸发溶剂定型，所得复合薄膜记为BT-SH-c-P(VDF-CTFE-DB)。

2.根据权利要求1所述的一种可拉伸的高储能密度介电复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）的具体步骤如下：

将聚（偏氟乙烯-三氟氯乙烯）40.0 g在磁力搅拌下溶解于N,N-二甲基甲酰胺320mL中，然后加入三乙胺21.6 g，将反应体系升温至65℃后搅拌反应24 h；

反应完成后过滤除去针状不溶物，然后滴加到大量水中沉淀，并用蒸馏水多次洗涤除去溶剂。

3.根据权利要求1所述的一种可拉伸的高储能密度介电复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体步骤如下：

将10.0 g钛酸钡纳米粒子分散于200 mL 30 wt%的过氧化氢水溶液中，超声分散 40min，然后在110℃下回流8 h，反应结束后离心并用蒸馏水洗涤至中性，干燥后得到羟基化的钛酸钡，记为BT-OH；

取5.0 g上述得到的BT-OH分散于100 mL体积比为80：20的乙醇和水的混合溶剂中，超声分散40 min后加入γ-巯丙基三甲氧基硅烷，滴加盐酸调节反应体系的pH值约为3，在50℃搅拌下反应18 h，反应结束后离心得到巯基改性的钛酸钡，并用乙醇多次洗涤除去未反应的硅烷偶联剂，记为BT-SH。

4.根据权利要求1所述的一种可拉伸的高储能密度介电复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）的具体步骤如下：

将BT-SH和DMF溶剂加入到石英玻璃管中，利用功率150 W的细胞粉碎机对分散液超声分散40 min，然后加入一定量的P(VDF-CTFE-DB)，在50°C下搅拌至完全溶解，然后加入DMPA，氮气鼓泡10 min后再在氮气氛围下用24 W紫外灯照射18 h，反应结束后将溶液滴加到大量蒸馏水中沉淀，蒸馏水洗涤两次后在60°C下真空干燥24 h，产物记为 BT-P(VDF-CTFE-DB)；

将上述所得的复合物以一定的质量分数加入到 DMF溶剂中，在50°C下搅拌过夜形成分散均匀的铸膜液，然后在60°C的真空烘箱中脱泡50 min，向脱泡后的铸膜液中加入给定质量的BPO，搅拌完全溶解后刮膜，然后迅速放到160°C的烘箱中保持4 h以实现聚合物基质的交联并快速蒸发溶剂定型，随后转移到80°C烘箱中保持24 h彻底除去痕量的溶剂，所得复合薄膜记为BT-SH-c-P(VDF-CTFE-DB)。